论文部分内容阅读
交联聚乙烯(XLPE)绝缘电缆凭借其优异的机械性能和电气性能,已成为我国生产和使用的主要电缆产品。XLPE的晶相结构与交联程度等理化性能会影响材料的宏观机械和介电性能,采用综合性能优良的XLPE绝缘可以降低电缆在实际投运过程中发生故障的可能性。本文对由不同供应商提供的绝缘材料生产出的四种高压交流XLPE电缆绝缘的性能进行了测试和分析,以便找出综合性能良好,成本低廉,供货稳定的XLPE绝缘材料,这不仅能降低企业的生产成本,而且有利于提高电力输电线路的运行稳定性。本文研究对象为使用了国内外不同材料厂家提供的XLPE绝缘材料在同一生产线,同一生产工艺下制造的4根高压交流XLPE绝缘电缆,记为电缆A、电缆B、电缆C和电缆D。首先对这4根电缆的绝缘层进行切片,然后测试其理化性能,利用差式扫描量热仪、扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了不同XLPE制得的电缆绝缘的结晶性能和交联程度。接下来,利用拉力机和动态热机械分析仪分析了4根电缆的绝缘层的机械性能,包括拉伸强度、断裂伸长率和动态热机械性能。最后,利用宽带介电谱系统和工频击穿系统测试了4根电缆在不同温度下的介电性能,并结合理化性能的结果,分析了影响XLPE绝缘材料宏观机械性能和介电性能的因素。由试验结构分析可知:在理化性能方面,电缆B、D绝缘整体结晶状态较电缆A、C绝缘更加完善,表现为结晶度高,晶胞分布均匀且晶面间距小,4根电缆绝缘的交联度没有明显差异。在机械性能上,电缆C绝缘的断裂伸长率略低于其他3种电缆绝缘,电缆B绝缘的储能模量最高,电缆A绝缘的储能模量最低。在介电谱测试方面,电缆A绝缘的相对介电常数在各温度条件下均高于其他电缆且电缆A绝缘低频区的介电损耗在30°C下明显高于其他3种电缆绝缘。在工频击穿性能上,电缆A绝缘的工频击穿场强最大,电缆C绝缘的击穿场强最低,4种电缆绝缘薄片试样的工频击穿场强随温度升高先略升高后下降,但是变化幅度较小。经过多项参数对比后认为电缆B、D的XLPE绝缘综合性能更为优异。